Bagaimanakah pengaturcaraan serentak C++ digunakan dalam sistem terbenam dan sistem masa nyata?

Aplikasi pengaturcaraan serentak C++ dalam sistem terbenam dan sistem masa nyata termasuk: Sistem terbenam: pemprosesan data masa nyata, kawalan peranti dan komunikasi. Sistem masa nyata: respons masa nyata kepada acara, tugas penjadualan dan toleransi kesalahan.

Aplikasi pengaturcaraan serentak C++ dalam sistem terbenam dan sistem masa nyata

Dalam sistem terbenam dan sistem masa nyata, pengaturcaraan serentak adalah penting. Ia membolehkan berbilang tugasan dilaksanakan secara serentak, dengan itu meningkatkan kecekapan dan memenuhi kekangan masa nyata yang ketat. Artikel ini akan memperkenalkan aplikasi pengaturcaraan serentak C++ dalam sistem terbenam dan sistem masa nyata, dan menyediakan kes praktikal untuk rujukan.

C++ Prinsip Pengaturcaraan Serentak

Pengaturcaraan serentak melibatkan pelaksanaan berbilang tugas serentak dalam satu sistem pengkomputeran. C++ menyokong pengaturcaraan serentak melalui multi-threading dan multi-process, antaranya:

• Thread ialah unit asas pelaksanaan program, yang berjalan dalam ruang alamat proses.
• Proses ialah contoh program yang sedang berjalan dan mempunyai ruang alamat bebas.

Berbilang benang sesuai untuk operasi ringan di mana benang kernel dikongsi, manakala berbilang pemprosesan sesuai untuk operasi tugas berat yang memerlukan pengasingan sumber bebas.

Aplikasi dalam Sistem Terbenam

Dalam sistem terbenam, pengaturcaraan serentak digunakan untuk:

• Pemprosesan data masa nyata: Mendapatkan data daripada penderia dan memprosesnya dalam masa nyata.
• Kawalan Peranti: Kawal peranti perkakasan seperti motor dan paparan.
• Komunikasi: Memproses data daripada port bersiri, rangkaian dan antara muka komunikasi lain.

Kes Praktikal: Pemprosesan Data Berbilang Benang Terbenam

Pertimbangkan sistem terbenam yang perlu membaca data suhu daripada penderia dalam masa nyata dan memaparkannya pada paparan LCD. Berikut ialah kod untuk melaksanakan senario ini menggunakan C++ multi-threading:

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

// 生成温度数据的线程函数
void temperatureThread() {
  while (true) {
    float temperature = ...;  // 通过传感器获取温度
    std::cout << "Temperature: " << temperature << " degrees Celsius" << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
  }
}

// 显示温度数据的线程函数
void displayThread() {
  while (true) {
    std::cout << "LCD Display: " << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(250));
  }
}

int main() {
  std::thread temperatureThreadObj(temperatureThread);
  std::thread displayThreadObj(displayThread);

  temperatureThreadObj.join();
  displayThreadObj.join();

  return 0;
}

Aplikasi dalam sistem masa nyata

Dalam sistem masa nyata, pengaturcaraan serentak digunakan untuk:

• Bertindak balas kepada peristiwa dalam masa nyata: bertindak balas kepada peristiwa luaran dalam tarikh akhir tertentu.
• Penjadualan tugas: Jadualkan tugasan yang bergantung antara satu sama lain untuk memenuhi tarikh akhir.
• Toleransi Kesalahan: Mengendalikan ralat dan memulihkan operasi sistem biasa.

Kes praktikal: Kawalan peranti berbilang proses masa nyata

Pertimbangkan sistem masa nyata yang perlu mengawal lengan robot. Berikut ialah kod untuk melaksanakan penyelesaian ini menggunakan pelbagai proses C++:

#include <iostream>
#include <process.h>

// 机器人手臂控制进程函数
void robotArmControl(void* data) {
  while (true) {
    int command = ...;  // 从通信接口接收命令
    ...  // 控制机器人手臂执行命令
  }
}

int main() {
  int stackSize = 16 * 1024;  // 设置栈大小
  _beginthread(robotArmControl, stackSize, NULL);

  while (true) {
    ...  // 在主进程中执行其他任务
  }

  return 0;
}

Kesimpulan

Pengaturcaraan serentak C++ mempunyai pelbagai aplikasi dalam sistem terbenam dan sistem masa nyata. Dengan memahami prinsip pengaturcaraan serentak dan menggunakan teknik pengaturcaraan yang sesuai, anda boleh membangunkan sistem berprestasi tinggi dan boleh dipercayai dengan berkesan.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah pengaturcaraan serentak C++ digunakan dalam sistem terbenam dan sistem masa nyata?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!